Nació en Nueva Orleáns, Luisiana, entonces territorio español, el 10 de junio de 178, fue bautizado en la Catedral de San Luís, fueron sus  padres Don Pedro González de la Galea y Villamil y doña Catalina Joly Lebrun, oriundos ambos de Castropolo, diócesis de Oviedo en Asturias. Español de cepa él, descendientes de franceses ella.

Don Pedro era comerciante y en algún momento se desempeñó como Mayordomo del Hospital Real de Nueva Orleáns.

Los esposos Villamil Joly se preocuparon de darles a sus tres hijos la mejor educación para la época disponible en la ciudad.

Según el relato hecho por el propio José de Villamil conocemos que en 1810 se encontraba en la ciudad de Cádiz, principal puerto de comunicación de España con América.

Convino José de Villamil con sus amigos americanos en marchar a respaldar los movimientos revolucionarios, él iría a Venezuela, mientras Sarratea regresaba a Buenos Aires y Velasco a México. Como resultado de estas actividades se produce la reacción del gobierno y muchos patriotas fueron apresados, entre ellos el General Villamil quien luego fue absuelto por falta de pruebas. Es entonces cuando sus hermanos   deciden sacarlo de Venezuela, pues corría peligro de muerte y lo envían a Panamá. De allí viajó a Guayaquil a donde llegó en 1812.

En 1813 se casó con Ana María Garaycoa, hija de Don. Francisco Ventura de Garaycoa y Romay, español de elevada posición y de Doña: María Eufemia de Llaguno y Lavayen, descendiente de conquistadores y emparentada con los más connotados Guayaquileños.

Sus primeras tres hijas se llamaban Ana maría, Juana y Colombia.

Radicado y casado en el Ecuador, se involucró con la causa revolucionaria, conoció a Bolívar y al general José de San Martín.

En todos los relatos de la independencia de Guayaquil, se describe el papel protagónico que realizó don José de Villamil. El fue el encargado de buscar el apoyo para el movimiento de los notables de la ciudad, seguramente por ser el mayor y más conocido de entre los conspiradores. En su casa se realizaron las principales reuniones para la planificación de los hechos.

Además el cargo militar de Comandante de Milicias de Guayaquil, que ejerciera desde agosto de 1822 hasta abril de 1827, don José ocupó otros cargos y funciones públicas en esa década; en 1820, días antes de la independencia fue nombrado Procurador General por el Cabildo Porteño, ejerció la función de Juez de Incendios y se encargó de contratar bombas para la lucha contra este legendario enemigo de la población. Como Comandante de Milicias debió actuar como Juez Fiscal. En 1825 es nombrado miembro de la Junta Municipal. También ocupó la función de Jefe Político del Cantón Guayaquil en dos ocasiones: la primera vez en 1826 por dos meses y posteriormente en 1829 durante todo el año. En octubre de 1830 es nombrado Corregidor del Cantón, cargo que ocupó hasta 1831; mientras ejerció esa función debió asumir el cargo de prefecto del Departamento, como Interino, en al menos dos ocasiones.

Como tomó la inaudita resolución de irse a colonizar unas inhóspitas islas, ubicadas a más de seiscientas millas del Continente, en el inmenso Océano Pacífico? Si lo que quería era alejarse de Guayaquil para no involucrarse en los detalles de la crianza de sus hijos menores, o si su propósito hubiera sido únicamente hacer fortuna, más y lógico hubiera sido dedicarse a desarrollar una hacienda cacaotera, que era actividad interesante, probada, que continuaba en pleno auge y que se realizaba más cerca de la ciudad.

Ciertamente su afán era patriótico además de económico; las islas del archipiélago de Galápagos habían sido utilizadas principalmente por piratas; en aquella época, eran los balleneros los que recalaban en sus costas para proveerse de agua y alimentos y esa actividad era creciente porque el aceite de ese cetáceo era ampliamente utilizado en el mundo como combustible.

Si los ecuatorianos no  colonizaban las islas, otros vendrían a hacerlo y el archipiélago que por posición geográfica correspondía al Ecuador, podría ser disputado por la Gran Bretaña, que en enero de 1833 le arrebatara las Islas Malvinas a la Argentina con el argumento de que habían granjeros británicos como colonos, o por el Perú, que estaba explotando la riqueza del guano en las islas cercanas a sus costas, o incluso aún, por los Estados Unidos, cuyo afán imperialista empezaba a mostrarse.

Era imprescindible que el gobierno del Ecuador tomara posesión del archipiélago y que pobladores nacionales la habitaran para que no nos fueran arrebatadas.

Villamil tenía la idea de colonizar las Galápagos y explotar la producción de "orchilla", especie vegetal utilizada como colorante, que abundaba en ellas. Convenció al presidente Juan José Flores de que el gobierno le conceda el uso de terrenos baldíos para realizar la empresa. Este a su vez autorizó al prefecto del Guayas, el poeta Olmedo, para que mandara una expedición oficial a tomar posesión de las islas a nombre de la república del Ecuador.